青藏高原地区部分河水As含量异常,对当地居民的身体健康有潜在威胁.为了进一步查明高原地区河水中As的来源及其衰减机制,本研究采集了多雄藏布流域11件河水样品,3件热泉样品,2件湖水样品和1件雨水样品,分析了样品中的As含量.结果表明:热泉样品中As的质量浓度高达9000 μg·L-1以上;两件湖水样品的As浓度分别为14.1和93.8 μg·L-1;河水样品的As浓度为0.83～177 μg·L-1(平均值45.5μg·L-1),其中64％的样品超过10 μg·L-1;而雨水样品的As浓度低于0.1 μg·L-1;富As热泉是研究区河水溶解态As的重要来源,其他来源贡献较小;从上游至下游,稀释作用、河流悬浮物或沉积物对As的吸附和共沉淀作用是河水溶解态As自然衰减的重要机制;这些相对富集As的悬浮物或沉积物随河流搬运至下游沉积,可能会导致下游地区沉积物及地下水中As含量异常,进而影响当地居民饮水安全.

热泉微生物是驱动热泉氮(N)循环的主导力量,开展热泉生态系统中驱动氮循环微生物种群构成及其与环境响应的研究,对于探索热泉中氮的生物地球化学循环、生命进化、生物修复等方面都具有重要的理论和应用价值.本文综合阐述了热泉生态系统驱动氮循环的功能微生物(如固氮菌、氨氧化菌、厌氧氨氧化菌、反硝化菌、异化硝酸盐还原菌)在系统发育学上的分布、功能基因的相对丰度、活性及其与环境因子(如温度、pH)的相关性等方面的研究现状和亟待解决的问题.并展望了热泉生境中驱动氮循环微生物未来的研究方向.

目的:筛选鉴定一株产耐高温β-甘露聚糖酶的天然菌株.方法:通过形态、生理生化特征及16S rDNA比对,对从水温高于68℃的热泉中分离出的一株产β-甘露聚糖酶细菌进行鉴定.结果:该菌株的最适生长温度为50℃,可在35～80℃条件下生长,确定为一种极端嗜热枯草芽胞杆菌;该菌所产的β-甘露聚糖酶可耐受90℃高温处理.结论:产耐高温β-甘露聚糖酶极端嗜热枯草芽胞杆菌的筛选鉴定,为后续重组耐高温β-甘露聚糖酶的开发奠定了基础.

目的 揭示古菌在五大连池火山区天然矿泉水源中的分布规律.方法 本研究采用Illumina Hi Seq高通量测序技术解析五大连池火山区天然重碳酸和偏硅酸矿泉水源中古菌的群落组成.结果 研究发现,五大连池火山区3处天然矿泉水源中包含Woesearchaeota、Thaumarchaeota、Euryarchaeota和Diapherotrites四大门类,其中Woesearchaeota丰度最高.南、北饮泉水源样品在物种分类和丰度上距离较近,与二龙泉相距较远.结论 五大连池天然矿泉水源中含有丰富的古菌资源,类群多样且丰度较高,显著异于报道较多的海洋、湖泊、热泉等水生环境,该研究为今后探讨微生物群落在火山区矿泉环境中的生态规律奠定了科学基础.

随着人们对浸矿菌的研究不断加深,嗜热嗜酸菌的浸矿潜力及在微生物冶金中的作用和地位得到认识,利用嗜热菌对矿石进行高效浸出已成为微生物冶金领域的研究重点.嗜热微生物包括中度嗜热微生物和极端嗜热微生物,主要栖息于热泉、工厂高温废水排放区以及火山口等高温环境中.本综述总结了嗜热浸矿微生物种类,分析了嗜中温菌和极端嗜热菌等嗜酸菌种的生长习性、利用的能源物质、浸矿能力等,并进一步介绍了嗜热嗜酸微生物在高温生物冶金中的发展及应用.

陆地热泉是一类典型的极端生命-环境互作的地质系统,是我们认识生命与环境协同演化的天然实验室.然而,受限于有限的研究手段,热泉中仍存在大量未解密的微生物“暗物质”.这种困境随着技术的革新得到了改善,尤其是近几年来基于组学、探针和同位素标记的多元化检测手段在嗜热微生物多样性的挖掘、新物种和新代谢途径的发现以及嗜热微生物对元素地球化学循环的调控和响应等方面取得了一系列令人瞩目的研究成果,使得热泉极端微生物和地质环境内在联系的研究也成为地质微生物学研究的热点.立足于前人研究成果,本文将简述常用于热泉地质微生物学研究的分子生物学手段的发展,重点总结其在挖掘热泉微生物多样性和热泉微生物的环境功能研究中的应用及进展,最后对未来研究方向提出展望.

[目的]探究西藏热泉沉积物中硫氧化细菌群落多样性及其环境影响因素.[方法]选取西藏5个地热区的25个热泉样点,现场测量各采样点的水体理化参数,并采集热泉水和沉积物样品.通过功能基因(硫代硫酸盐水解酶编码基因:soxB)克隆文库分析方法,研究沉积物样品中硫氧化细菌群落的组成和多样性,并统计分析其与环境参数之间的相关性.[结果]克隆文库分析结果显示,西藏热泉沉积物样品中的硫氧化细菌主要分属于α-Proteobacteria、β-Proteobacteria和γ-Proteobacteria纲.研究样品中的硫氧化菌群落香农指数与溶解有机碳的浓度(R=0.489,P＜0.05)呈显著正相关.另外,统计发现西藏各热泉之间的硫氧化菌群落组成差异较大,其优势硫氧化细菌种群差异明显,大多数样点的优势硫氧化细菌种群为β-Proteobacteria,少量样点以αt-Proteobacteria和γ-Proteobacteria为主.Mantel检验结果显示,西藏热泉样品中的硫氧化细菌群落组成与温度、硫化物、电导率、海拔、总溶解固体和pH显著(P＜0.05)相关.[结论]西藏热泉沉积物中的硫氧化细菌群落广泛分布,且主要以变形菌门为主.地理隔离和理化差异导致了热泉沉积物样品间的硫氧化菌群落组成差异.

目的:研究贵州省某未开发热泉中可培养细菌的多样性及在不同温度胁迫下细菌的变化情况.方法:采用R2A培养基,分别置于70、65、60、55、50、45、37以及25℃下对热泉细菌进行培养,涂布法对所培养细菌进行分离鉴定,采用最大拟自然法法构建16s rRNA系统发育树,比较不同温度胁迫下,可培养细菌多样性的差异.结果:共分离得到243株可培养细菌,归属于25个种、20个属、5个纲以及3个门;在属间水平上,α-变形菌纲细菌的多样性最为丰富;在菌株数量上,α-变形菌纲属于优势类群;不同温度培养下,所得到的优势菌不同,在60、55、50、45、37以及25℃6种培养温度下分离出的菌株在群落分布上呈现明显的差异,37℃细菌群落多样性最丰富.结论:该热泉中微生物多样性丰富,未发现的新类群;温度对群落的组成有显著影响,温度可能与生物多样性变化相关.

海洋覆盖了地球表面积的四分之三,它不仅是生命的起源,而且还孕育了各种极端微生物.它们存在于海洋极端环境中,如热液喷口、热泉、咸湖和深海层等,由于生境太过恶劣,一度被认为是生命的禁区.随着人类对深海极端环境微生物研究的不断深入,已经探索到那里具有丰富的菌群资源和具有潜在价值的天然生物活性产物.这些极端微生物能够适应极高温、极低温、高压、高盐、高放射性和极度酸碱性等极端环境,具有特殊的生物多样性、遗传背景和代谢途径,能够产生各种具有特殊功能的酶类及其他活性物质,展现出巨大的研究价值和应用潜力.研究海洋极端微生物对探索生物多样性、新资源开发利用及对地球生物学研究等都具有重要意义.

本研究为从云南腾冲热泉中分离纯化得到一株产高温蛋白酶的菌株并对其进行驯化培养,用以探究该菌株的生长条件及酶学特性,通过选择培养基筛选能够分解脱脂奶粉产蛋白酶的菌株,应用常规方法液体培养菌体,探究温度、pH、碳源、氮源对菌株生长情况的影响,并采用福林酚法测蛋白酶活性.并提取蛋白酶液对酶的最适pH、温度以及热稳定性、pH稳定性进行研究.结果 发现通过含脱脂奶粉的固体培养基筛选得到一株产蛋白酶菌株A-2,经过生理生化试验和16S rDNA鉴定知该菌种属于Aneurinibacillus属.酵母粉、葡萄糖、55℃、pH值7.5分别为菌株生长的最适氮源、碳源、温度和pH.此外该菌株所产的蛋白酶最适温度为60℃,在pH值7～9具有较好的酶活性.因此,该菌株为嗜热芽孢杆菌,所产的碱性蛋白酶具有较高的耐受温度和pH稳定性,为进一步开发利用提供参考的价值.